湖南省株洲市攸县第四中学2018_2019学年高一物理下学期第一次月考试题（含解析）.docx

湖南省株洲市攸县第四中学2018-2019学年高一下学期第一次月考物理试题一、选择题1.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是A. 匀速圆周运动的线速度大小保持不变,所以做匀速圆周运动的物体处于平衡状态B. 做匀速圆周运动的物体,速度的方向时刻都在改变,所以必有加速度C. 做匀速圆周运动的物体,加速度的大小保持不变,所以是匀变速曲线运动D. 做匀速圆周运动的物体,其合外力提供向心力,是恒力作用下的曲线运动【答案】B【解析】【详解】匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，故速度是变化的，一定是变速运动，一定具有加速度，不是处于平衡状态，故A错误，B正确；匀速圆周运动加速度大小不变，方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速曲线运动，故C错误；匀速圆周运动的物体，其合外力提供向心力，其大小不变，但方向时刻在变化，不是恒力作用下，故D错误。所以B正确，ACD错误。2.关于匀速圆周运动，下列说法正确的是A. 由于，所以线速度大的物体向心加速度大B. 由于，所以角速度大的物体向心加速度大C. 由于，所以角速度大的物体线速度大D. 由于，所以频率大的物体角速度大【答案】D【解析】【详解】A项：由公式可知，当r一定时，线速度大的物体向心加速度大，故A错误；B项：由公式可知，当r一定时，角速度大的物体向心加速度大，故B错误；C项：由公式可知，当r一定时，角速度大的物体线速度大，故C错误；D项：由公式可知，频率大的物体角速度大，故D正确。3.物体在平抛运动过程中，在相等的时间内，下列哪些量是相等的（ ）位移 加速度平均速度 速度的变化量A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】在相等的时间内的速度是平均速度根据平抛运动的规律可知：在相等时间内，平抛运动在水平方向上的位移大小相等，竖直方向上的位移大小不等，根据平行四边形定则知，位移的大小不等，根据平均速度的定义式知，在相等时间内平均速度不等；平抛运动的加速度为g，保持不变由公式可知，平抛运动过程中，相等的时间内速度变化量相等；综上所述故应选C。4.如图所示的是表演“水流星”节目的示意图，拴杯子的绳子长为l，绳子能够承受的最大拉力是杯子和杯内水重力的8倍，要使绳子不断，节目获得成功，则杯子通过最高点时速度的最小值和通过最低点时速度的最大值分别为（）A. B. C. 0D. 0【答案】A【解析】【分析】把水和杯子看成一个整体，做圆周运动，通过最高点时，当绳子的拉力为零时，速度最小；最低点，当绳子的拉力最大时，速度最大。【详解】最高点时，当绳子的拉力为零时，速度最小，此时重力提供向心力，则有：解得：；最低点，当绳子的拉力最大时，速度最大，此时绳子的拉力和重力的合力提供向心力，则有：，其中：F=8mg ，解得：，故A正确，BCD错误。【点睛】本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，属于基础题。5.两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动，现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，若万有引力恒量为G，则两星的总质量为（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】设双星的质量分别为、，轨道半径分别为、，则对有：，对有：解得：、，所以两星的总质量故A项正确，BCD三项错误6.设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力)，且已知地球与该天体的半径之比也为k，则地球与此天体的质量之比为()A. 1B. k2C. kD. 【答案】C【解析】【分析】在地球和某天体上分别用竖直上抛运动位移与速度公式求出重力加速度之比，再分别用重力等于万有引力公式即可求解。【详解】在地球上： 某天体上：因为 所以 根据和解得： 综上解得：故应选C。【点睛】该题考查了万有引力定律的直接应用及竖直上抛运动的基本公式，注意在星球表面重力等于万有引力。7.天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GWl50914是两个黑洞并合的事件。该事件中甲、乙两个黑洞的质量分别为太阳质量的36倍和29倍，假设这两个黑洞，绕它们连线上的某点做圆周运动，且这两个黑洞的间距缓慢减小。若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其他星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是（ ）A. 甲、乙两个黑洞运行的线速度v大小之比为36:29B. 甲、乙两个黑洞运行的角速度大小之比为36:29C. 随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小，它们运行的周期T也在减小D. 甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等【答案】C【解析】【详解】B、两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动，那么，由万有引力做向心力，向心力指向另一个黑洞可知：甲、乙两个黑洞运行的角速度相同，故B错误。D、由万有引力做向心力可知：甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心力相等，故有向心加速度可知：甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小之比为29：36，故D错误。A、由万有引力做向心力可得：，所以甲、乙两个黑洞运行的线速度大小之比，故A错误。C、由可得：；又有R甲+R乙=L，所以，故随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小，它们运行的角速度增大，那么，周期减小，故C正确。故选C。【点睛】万有引力的应用问题一般由重力加速度求得中心天体质量，或由中心天体质量、轨道半径、线速度、角速度、周期中两个已知量，根据万有引力做向心力求得其他物理量8.地球质量为M，半径为R，自转周期为T0，取无穷远处的引力势能为零质量为m的卫星在绕地球无动力飞行时，它和地球组成的系统机械能守恒，它们之间引力势能的表达式是Ep=-，其中r是卫星与地心间的距离现欲将质量为m的卫星从近地圆轨道发射到椭圆轨道上去，轨道的近地点A和远地点B距地心分别为r1=R，r2=3R若卫星在轨道上的机械能和在r3=2R的圆周轨道上的机械能相同，则（）A. 卫星在近地圆轨道上运行的周期与地球自转周期相同B. 从轨道发射到轨道需要在近地的A点一次性给它提供能量C. 卫星在椭圆轨道上的周期为T0D. 卫星在椭圆轨道上自由运行时，它在B点的机械能大于在A点的机械能【答案】B【解析】【分析】根据开普勒第三定律比较卫星在近地圆轨道上运行的周期与地球同步卫星周期的关系，即得到与地球自转周期关系根据能量守恒定律求卫星变轨需要提供的能量由开普勒第三定律求卫星在椭圆轨道上的周期卫星在椭圆轨道上运动时机械能是守恒的【详解】A、根据开普勒第三定律可知，卫星在近地圆轨道上运行的周期小于地球同步卫星周期，即小于地球自转周期故A错误B、设从轨道发射到轨道需要在近地的A点一次性给它提供能量为E卫星在轨道和轨道上的速率分别为v1和v3则v1=，v3= 据题知，卫星在轨道上的机械能和在r3=2R的圆周轨道上的机械能相同，根据能量守恒定律得：-+E=+（-）联立解得E=故B正确C、设卫星在椭圆轨道上的周期为T，而地球同步卫星的轨道半径为r根据开普勒第三定律得：= 即：r1=R，r2=3R，而rR 解得T=T0，2rR，故C错误D、卫星在椭圆轨道上自由运行时，只有万有引力对它做功，其机械能守恒，则它在B点的机械能等于在A点的机械能故D错误故选：B【点睛】本题是信息给予题，首先要读懂题意，知道引力势能的表达式是Ep=-，要知道r的准确含义：r是卫星与地心间的距离要注意只有卫星做匀速圆周运动，才能根据万有引力等于向心力列式对于椭圆运动，应根据开普勒定律研究卫星的运动规律9.如图所示，从水平地面上同一位置先后抛出的两个质量相等的小球P、Q，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )A. P、Q的飞行时间相等B. P与Q在空中不可能相遇C. P、Q落地时的动能相等D. P、Q落地时重力的瞬时功率相等【答案】AD【解析】【分析】由运动的合成与分解规律可知，物体在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，两球的加速度相同，由竖直高度相同，由运动学公式分析竖直方向的初速度关系，即可知道水平初速度的关系。两球在最高点的速度等于水平初速度。由速度合成分析初速度的关系，即可由机械能守恒知道落地速度的大小关系，则可得出动能的大小。【详解】不计空气阻力，两球的加速度都为重力加速度g。两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知上升和下落的时间相等，而下落过程时间，可知下落时间相等，则两球运动的时间相等，故A正确；因两球抛出时间不同，则有可能二者同时出现在相交的位置，故可能相遇，故B错误；根据速度的合成可知，P的初速度小于Q球的初速度，运动过程中两球的机械能都守恒，则知P在落地时的速度比Q在落地时的小，P落地动能小于Q的落地动能，故C错误；落地时重力的瞬时功率P = mgvy = mg2t，因为两球运动的时间相等，所以两球落地时重力的瞬时功率相等，故D正确。所以AD正确，BC错误。【点睛】本题考查运用运动的合成与分解的方法处理斜抛运动的能力，对于竖直上抛的分速度，可根据运动学公式和对称性进行解题。10.如图所示，长为l的悬线一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，在O点正下方处钉有一长钉P，现将悬线拉至水平后无初速度释放，当悬线碰到钉子的瞬间（）A. 小球的线速度突然增大B. 小球的向心加速度突然增大C. 小球的角速度突然增大D. 小球的向心加速度大小不变【答案】BC【解析】【详解】把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的前后瞬间，由于惯性，线速度大小不变，故A错误；根据得，线速度大小不变，半径变小，则向心加速度变大，故B正确，D错误；根据v=r，知线速度大小不变，半径变小，则角速度增大，故C正确。所以BC正确，AD错误。11.2013年12月10日晚上九点二十分，在太空飞行了九天的“嫦娥三号”飞船再次成功变轨，从100km100km的环月圆轨道I降低到椭圆轨道(近月点15km、远月点100km)，两轨道相交于点P，如图所示关于“嫦娥三号”飞船，以下说法正确的是（ ）A. 飞船在轨道I上运动到P点的速度比在轨道上运动到P点的速度大B. 飞船在轨道I上运动到p点的向心加速度比在轨道上运动到P点的向心加速度小C. 飞船在轨道I上的引力势能与动能之和比在轨道上的引力势能与动能之和大D. 飞船在轨道上运动的周期大于在轨道I上运动的周期【答案】AC【解析】【详解】A、沿轨道运动至P时，制动减速，万有引力大于向心力做向心运动，才能进入轨道，故在轨道上运动到P点的速度比在轨道上运动到P点的速度大;故A正确.B、“嫦娥三号”卫星变轨前通过椭圆轨道远地点时只有万有引力来提供加速度，变轨后沿圆轨道运动也是只有万有引力来提供加速度，同一地点万有引力相同，所以加速度相等;故B错误.C、变轨的时候点火，发动机做功，从轨道进入轨道，发动机要做功使卫星减速，故在轨道上的势能与动能之和比在轨道上的势能与动能之和大;故C正确.D、根据开普勒第三定律为常数，可得半长轴a越大，运动周期越大，显然轨道的半长轴（半径）大于轨道的半长轴，故沿轨道运动的周期小于沿轨道运动的周期;故D错误.故选AC.【点睛】通过该题要记住：由高轨道变轨到低轨道需要减速，而由低轨道变轨到高轨道需要加速，这一点在解决变轨问题时要经常用到，一定要注意掌握12.2018年4月2日8时15分左右，遨游太空6年多的天宫一号，在中国航天人的实时监测和全程跟踪下，在预测的时间和范围内准确再入大气层，化作流星归隐中心点位于西经163.1度、南纬14.6度的南太平洋。如图所示，设天宫一号原来在圆轨道上飞行，到达A点时转移到较低的椭圆轨道上(未进入大气层)。若圆轨道离地球表面高度设为h1，椭圆轨道近地点离地球表面的高度设为h2，如图所示地球表面的重力加速度设为g，地球半径设为R，则下列说法不正确的是（ ）A. 在轨道上的机械能大于轨道上的机械能B. “天宫一号”在轨道上的运行速率C. 若“天宫一号”在圆轨道，周期是T1，则“天宫一号”从A位置运动到B位置的时间D. 若“天宫一号”沿轨道运行经过A点的速度为vA，则“天宫一号”运行到B点的速度【答案】CD【解析】【详解】A、飞船从轨道到轨道要在A点刹车减速做向心运动，故机械能要减小，则在轨道上的机械能大于轨道上的机械能，A正确。B、飞船在轨道上，轨道半径为R+h1，万有引力提供向心力有，而物体在地球表面有，联立可得，故B正确。C、圆轨道1和椭圆轨道II都是绕地球的轨道，椭圆取半长轴和圆取半径都满足开普勒第三定律，根据对称性可知A位置运动到B位置，可得：，故C错误。D、从椭圆轨道上的远地点A到近地点B，万有引力做正功，引力势能减小，动能增大，而只有过B点和A点的圆轨道满足,故有，；则 而根据变轨知识和圆周运动的知识课得四个速度满足；故D错误。本题选不正确的故选CD。【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：万有引力提供向心力，万有引力等于重力，并能灵活运用二、实验题13.在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动轨迹，并求出平抛运动初速度。实验装置如图甲所示。(1)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是_A保证小球飞出时，初速度大小相同 B保证小球运动的轨迹是同一条抛物线C保证小球落地时每次速度都相同 D保证小球飞出时，初速度水平(2)关于这个实验，以下说法不正确的是_A每次小球要从同一位置由静止释放 B小球释放的初始位置越高越好C实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直D小球的平抛运动要靠近但不接触木板(3)在实验中，为减少空气阻力对小球的影响，所以选择小球时，应选择下列的_A塑料球 B实心小木球C实心小铁球 D以上三种球都可以(4)如图乙所示，某同学在描绘平抛运动轨迹时，忘记记下斜槽末端位置。图中A点为小球运动一段时间后的位置，他便以A点为坐标原点，建立了水平方向和竖直方向的坐标轴，则根据图象可知小球平抛运动的初速度大小为_m/s，以及抛出点的坐标_。（g取10m/s2）【答案】 (1). （1）D； (2). （2）B； (3). （3）C； (4). （4）2； (5). （-20，-5）【解析】【详解】（1）安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是保证小球飞出时，初速度水平，故选D.（2）每次小球要从同一位置由静止释放，以保证到达底端的速度相同，选项A错误；小球释放的初始位置高度要适当，不一定越高越好，选项B错误；实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直，选项C正确；小球的平抛运动要靠近但不接触木板，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选B.（3）在实验中，为减少空气阻力对小球的影响，所以选择小球时，应选择质量大体积小的，故选C.（4）根据y=gT2得：，则小球平抛运动的初速度为：B点的竖直分速度为：根据vyB=gt知：则抛出点与B点的竖直位移为：yBgt2100.040.2m20cm，水平位移为：xB=v0t=20.2m=0.4m=40cm则抛出点的位置坐标为：x=20-40=-20cm，y=15-20=-5cm三、计算题14.如图所示在倾角为的斜坡顶端A处,沿水平方向以初速度抛出一小球，落在斜坡的B点，g=10m/s2，求：（1）小球在空中飞行的时间。（2）AB间的距离。【答案】【解析】【详解】（1）设A到B用时为t，则水平位移分为：，竖直分位移为：，又有，解得：； （2）设A到B之间的距离为L，有：代入数据解得：。15.如图所示，一宇宙飞船绕地球中心做圆周运动，已知地球半径为R，轨道1半径是2R，现在欲将飞船转移到另一个半径为4R的圆轨道2上去，已知地球表面处的重力加速度为g，飞船质量为m，万有引力常数为G，求：（1）地球的质量（2）飞船在1、2两个轨道上做圆运动的的环绕速度之比v1:v2=?（3）理论上，若规定距地心无穷远处为引力势能零势能点，飞船和地球系统之间的引力势能表达式为，（其中r为飞船到地心的距离）请根据理论，计算完成这次轨道转移点火需要的能量【答案】（1） （2） （3） 【解析】【详解】（1）设在地面附近有一小物体m0：m0g=G，可得地球的质量M=（2）飞船在轨道1有：G=m，v1=飞船在轨道2有：G=m，v2=可得：v1v2=（3）设飞船在2R和4R轨道上稳定运行时的机械能分别为E1和E2，则：E1=Ek1+Ep1，Ek1=m，G=m，Ep1=-，E1=-=-同理可得：E2=-=-所以完成这次轨道转移点火需要的能量E=E2-E1=16.如图所示，水平地面和半圆轨道面均光滑，质量M1kg的小车静止在地面上，小车上表面与R=024m的半圆轨道最低点P的切线相平。现有一质量m2kg的滑块（可视为质点）以v0=6m/s的初速度滑上小车左端，二者共速时的速度为v1=4m/s，此时小车还未与墙壁碰撞，当小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上。在半圆轨道的最高点Q有一个滑块收集器（图中未画出），滑块滑到此处时被俘获固定在轨道的Q点上。已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数02，g取10m/s2，求：（1）小车的最小长度；（2）小车的长度L在什么范围，滑块不脱离轨道？【答案】（1）3m (2) 3mL4m或5.8mL7m【解析】【分析】（1）滑块在小车滑行过程，系统所受的合外力为零，动量守恒，可求出共同速度小车的长度与系统